Poznámka HW serveru
Zařízení je plně zveřejněno v přiložené dokumentaci v rozsáhlé podobě. Není však k dispozici zdroják ani zkompilovaná podoba obslužného programu, proto je následující popis pouze orientační a detaily najdete v přiložené dokumentaci.
Popis zařízení
Zařízení je široce modifikovatelné pro různé možnosti samotného rotátoru. Lze nastavit rozsah úhlu natočení v obou směrech, citlivost na impulsy určující natáčení a lze i úplně vypnout elevaci, pro případ, že jí rotátor není vybaven. Vše je řízeno programem v jednočipu od firmy Atmel, typ AT89C52.Komunikace s PC je však dále podrobně popsána, takže si každý může napsat svůj vlastní software pro ovládání (zařízení nevrací do PC žádné údaje). Pokud se rozhodnete ve svém HAMu použít tento přístroj, věřím že vám zpříjemní a ulehčí práci, nebo spíše zábavu. V každém případě vám přeji hodně pohody a mnoho pěkných QSO.
Celé zařízení se skládá ze čtyř základních částí:
- Deska zdroje ZDZ
- Deska relé ZDR
- Základní deska s mikropočítačem ZDuP
- LCD zobrazovač s displejem 2x 16 znaků
Deska zdroje ZDZ
Zapojení zdroje je velice jednoduché, složené pouze z transformátoru (do plošného spoje), usměrňovače, filtračního kondenzátoru a 7812 pro relé. Má také svorky pro připojení LED diody, která může indikovat připojení přístroje na síť (je-li přístroj ve stavu STAND BY, displej nesvítí a z dálky nebo potmě nelze jednoznačně určit, je-li přístroj připojen do sítě nebo ne).
Deska relé ZDR
Na desce relé je osm přepínacích relé s dvojí sadou kontaktů, které jsou spojeny paralelně pro zvýšení proudové únosnosti. Čtyři z nich (Rel1 - Rel4) se používají k ovládání pohonů rotátoru (Rel1 – azimut dolů, Rel2 – elevace dolů, Rel3 – elevace nahoru, Rel4 – azimut nahoru). Další čtyři (Rel5 - Rel8) jsou na přepínacích kontaktech doplněny JUMPERY (J1 až J4), kterými je možno nastavit, aby spínací či rozpínací kontakty byly spínány proti plusu, nebo proti zemi. Zůstanou-li JUMPERY nepropojeny, můžeme (jako u prvních čtyř relé) spínat proti sobě na kontaktech libovolná napětí (omezeno mezními hodnotami relé).Z těchto čtyř je Rel5 používáno k zapínání a vypínání optického snímače natočení (viz dále) a je sepnuto vždy když není přístroj ve stavu STAND BY.Relé Rel6 připojuje k mikroprocesorovému vstupu “impuls” inkrementální snímač horizontální a Rel7 vertikální (nemohou být přímo spojeny, aby jeden druhý nestahoval do nuly.Poslední relé je v této aplikaci volné. Z desky je vyveden devítipramenný pásový vodič, kterým je deska propojena s řídící deskou mikropočítače. Základní deska s mikropočítačem ZDuP
V napájecí větvi je zařazen monolitický stabilizátor 7805, tato deska spolu s modulem displeje tvoří samostatný blok, který může být použit zcela odděleně. Procesor ovládá periférie - Port P0 je použit pro ovládání IO2 - paměti EEprom 93C66, IO3 - obvodu reálného času DS1302 a části displeje. CPU je doplněn záložní baterií pro případ vypadnutí napájení (udržuje hodiny v chodu).Celý port P1 je použit jako výstupní a je propojen s deskou relé přes ULN 2803 pro připojení relé k portu procesoru, každý jeho výstup vybudí až 600 mA.
Vstup P3.6 je připojen ke koncovému spínači azimutu. Tento spínač je na začátku dráhy (tedy 0°).
U koncového spínače elevace je tomu obdobně- připojen na vstup P3.7. Oba koncové spínače jsou určeny k automatickému resetování rotátoru – nastavení na sever.
Vstup P3.2 je vstup externího přerušení INT0. Tento vstup je pro ovládání rotátoru nejdůležitější. Jsou na něj z rotátoru přiváděny impulsy, generované inkrementálními snímači z azimutu i elevace přes relé Rel6 a Rel7. Objeví-li se na vstupu sestupná hrana, je aktivována ta část programu, která obsluhuje toto přerušení, a k aktuální hodnotě natočení (která je vždy zobrazována) je připočten přišlý impuls ve správném směru (to je řešeno softwarem vzhledem k tomu, že impulsy přicházejí vždy na jeden vstup při jakémkoli směru otáčení).
Pin P3.3 je vstup externího přerušení INT1, které je ovládáno přijímačem a dekodérem kódu RC5 dálkového ovládání (SFH50636). Je-li z dálkového ovládání vyslán kód stisklého tlačítka, přijímač jej rozpozná, zpracuje, a vyšle sériovou 14 bitovou kombinaci udávající hodnotu stisklého tlačítka. Sestupná hrana opět vyvolá správný podprogram, který 14 bitovou kombinaci zpracuje, vyhodnotí a pak je proveden požadovaný úkon.
Pin P3.0 je vstup sériového kanálu. Je vyveden přes optočlen na vnější svorky na které je možné připojit standardní RS232 (jeden pin zem a druhý Txd). Přes sériový kanál je možno z počítače celý rotátor ovládat, nebo lze sériovým přenosem doplnit zařízení o klasickou klávesnici, která může nahradit dálkový ovladač (klávesnice musí mít vlastní procesor, který bude kód klávesy přenášet do rotátoru sériovým přenosem – viz níže; procesor s programem ke klávesnici je též možné dodat).
Pin P3.4 se používá k ovládání podsvícení displeje a pin P3.5 se používá k ovládání teplotního čidla DS1820, které je možno externě připojit na určené svorky (označeno na desce).
Krystal X1 musí mít 11.0592 MHz. Odporové sítě na portech slouží pouze k posílení vnitřních proudových zdrojů jen u brány P0 je odporový žebříček nezbytný, protože její výstup je typu otevřený kolektor.
MOŽNOSTI PŘÍSTROJE:
Tato kapitola se zabývá pouze omezeními, možnostmi a nastaveními, které jsou v přístroji k dispozici. Samotný postup ovládání a nastavování ja uveden dále. Zařízení obsahuje vnější paměť typu EEPROM která se používá jednak k zálohování dat a také k ukládání nastavení způsobu činnosti přístroje. Zde je nutné se zmínit o tom, jak jsou ukládány informace o uhlu natočení rotátoru. Protože možné natočení, např. 360°, by mohlo být větší, než je rozsah jednoho bajtu, ukládá se každá cifra z daného mnohočlenu zvlášť (tedy z oňech např. 360° je zvlášť uložen počet stovek – 3, počet desítek – 6 a počet jednotek – 0). Tímto způsobem se počítají stupně uvnitř procesoru, ale jsou také stejně ukládána při zálohování nebo předvolbě do vnější paměti.
V EEPROM j tedy možné nastavovat podle níže uvedeného postupu následující parametry:
- Předvolby pro paměťový režim – rotátor je možné v azimutu natáčet na předem zvolené předvolby pomocí stisku jednoho tlačítka (číslo paměti). Tyto předvolby je možné nastavit a jsou uloženy v EEPROM pro deset pozic.
- Vypnutí elevace – pro případ, že je rotátor jednodušší a není možné použít natáčení v elevaci, je možné elevaci úplně vypnout přenastavením hodnoty na adrese 50 takto:
- je-li na adrese 40 hodnota 01 pak je elevace funkční
- je-li na adrese 40 hodnota 00 pak je elevace vypnuta.
Je-li elevace vypnuta, nezobrazuje se, a ani ji, ani nic co s ní souvisí nelze použít (Sledování polohy měsíce vůbec nelze zapnout). - Nastavení počtu impulsů na stupeň – protože inkrementální snímač nemusí být vždy přímo na anténě, ale může být zpřevodován a také s libovolným krokem, je možné nastavit, kolik impulsů přijde na jeden stupeň v každém směru. Počet přišlých impulsů, které odpovídají jednomu stupni je možné nastavit od 1 po 255 zvlášť pro azimut a zvlášť pro elevaci – nemusí tedy být stejné (frekvence přicházejících impulsů by však neměla přesáhnout 2 kHz).
Počet impulsů na jeden stupeň v azimutu se nastavuje na adrese 50 (má-li jednomu stupni odpovídat např. 10 impulsů, zapíše se číslo 10)
U nastavení pro elevaci se postupuje tímtéž způsobem, ale zapisuje se na adresu 51. Ani v jednom případě nesmí být nastavená hodnota 0. - Nastavení koncových poloh – aby mohla být konstrukce rotátoru libovolná je možné pro azimut i elevaci nastavit krajní koncové polohy. Počáteční krajní polohy jsou v obou směrech nastaveny na 1° a toto nelze změnit. Koncová poloha však není pevně určena (např. 360°), ale je možné ji nastavit na libovolnou hodnotu.V poloautomatickém režimu pak není možné navolit hodnotu větší než je nastavená a v ručním režimu nelze tuto hodnotu při rotaci překročit (pouze setrvačností rotátoru a i impulsy které přijdou po překročení této hodnoty budou započítány – nedojde tedy k jejich ztrátě a tak chybě jejich počítání). V paměťovém režimu se však toto nekontroluje a rotátor se otočí tak, jak nastavíte předvolbu.
- Adresa stovek Adresa desítek Adresa jednotek
Azimut 62 61 60
Elevace 65 64 63
Není-li zadaná maximální hodnota vůbec ve stovkách (např. chcete-li pohybovat v elevaci jen do 90°) musí v nich být zapsána 0. Totéž platí pro desítky.
Zásah do jiné části paměti než jsou uvedeny výše může poškodit data, která si zálohuje samotný program ovládání a to může mít za následek zobrazování chybných údajů. - Sériový kanál – přístroj je vybaven možností ovládat jej přes sériový kanál. Lze přes něj komunikovat s PC nebo externí klávesnicí (viz výše).
Je nastaven jako standardní 8 bit. UART – tzn. start bit (0), 8bitů znaku (nejméně významný bit první), stop bit (1). Jde o asynchronní přenos s rychlostí 300 Bd.
Chceme-li zařízení jeho pomocí ovládat, ovládání je přesně kompatibilní s dálkovým ovladačem a stačí tedy, když k ovládání budeme posílat sériovým přenosem konstanty těch tlačítek, které bychom normálně stiskli (konstanty tlačítek jsou v příloze v tabulce).
Navíc je možné s PC použít režimů automatické sledování měsíce, nebo směrování na QRA. Jelikož k oběma režimům je nutný software nelze je zapnout ani ovládat pomocí dálkového ovladače. Režim automatického sledování měsíce se spouští konstantou 60 a režim směrování na QRA konstantou 80. Vypnout lze oba konstantou 11, nebo stiskem tlačítka MENU na dálkovém ovladači. Je-li aktivní jeden z těchto režimů, přístroj přijímá hodnoty pro nastavení rotátoru pouze od sériového kanálu, a to zvlášť pro azimut a elevaci. Přenos hodnot pro nastavení azimutu začíná konstantou 120, pak následuje počet stovek, desítek a nakonec jednotek (tedy celkem 4B). Přenos hodnot pro nastavení elevace je obdobný, ale začíná konstantou 140. Nemusí být vždy přenášen azimut i elevace, ale jeden přenos musí trvat nejdéle 600 ms. - Koncové spínače – koncové spínače (viz výše) slouží pouze k automatickému nulování. Pokud by samotný rotátor nebyl koncovými spínači vybaven, je nutné oba vstupy koncových spínačů uzemnit. V tom případě nepůjde spustit nulování a nemůže dojít k havárii. Jinak by se nulování spustilo, rotátor by se uvedl do pohybu, ale nikdy nenarazil na koncový spínač a tak by se nikdy nezastavil. (Z toho plyne, že nulování se nespustí ani tehdy, jsou-li oba směry vynulované).
- Zálohování dat – přístroj si automaticky zálohuje aktuální polohy rotátoru v obou směrech a to i s počtem impulsů mezi stupni (v případě že je nastaven víc než 1 impuls na 1°).Toto zálohování proběhne vždy, když se mění poloha jakýmkoli směrem a pak se rotátor zastaví. Když tedy rotátor korektně vypnete, nebo dojde k výpadku elektřiny, po zapnutí si znovu načte právě aktuální hodnotu. Kdyby však došlo k výpadku během otáčení, nově nastavená hodnota by se již nestihla uložit, a stávající uložená hodnota by tedy byla nesprávná. Vtom případě je nutné provést nulování rotátoru.
ZÁKLADNÍ TECHNICKÉ ÚDAJE
- Rozměry konstrukce: 87 x 89 x 53 mm
- Hmotnost: 350g
- Napájení: 230V/50Hz
- Max. příkon: 4,6W
- Únosnost kontaktů relé: - 1A, 120V AC
- 2A, 24V DC
- 0,6A, 60V DC - Rozsah měřených teplot: -55°C - +125°C
- Možnost natáčení rotátoru: Azimut i Elevace
- Typ dálkového ovladače: S kódem RC5 (např. RC 5500)
- Podrobná dokumentace k rotátoru - rotator_doc.zip (280 kB)
- Originální WEB autora s dokumentací a ceníkem procesoru - www.spseroznov.cz/rotator/
Napsal : Pavel Kunetek 2001
